DE2343845C3 - Artificial lung - Google Patents
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Description
3S3S
Die Erfindung betrifft eine künstliche Lunge mit einem Sauerstoffanreicherungsgerät für Blut, das durch eine Membrane in zwei Räume geteilt wird, von denen der erste vom Blut und der zweite von einem den Sauerstoff enthaltenden Gasstrom durchströmt wird, der mit einer vorgegebenen Temperatur und einem vorgegebenen Feuchtigkeitsgehalt eingeleitet wird, und mit einer Einrichtung, welche den Blutdruck im Sauerstoffanreicherungsgerä'i größer als den Atmosphärendruck hältThe invention relates to an artificial lung with an oxygenation device for blood, which by a membrane is divided into two spaces, the first from the blood and the second from the one Oxygen-containing gas stream is flowed through, which is at a predetermined temperature and a predetermined moisture content is introduced, and with a device that controls the blood pressure in the Oxygen enrichment devices greater than atmospheric pressure holds
Durch den Artikel von K ο lobow, veröffentlicht 1969 in Trans. Amer. Soc. Artif. Int. Organs., BD. XV, S. 172 bis 177, ist eine künstliche Lunge bekanntgeworden mit einem durch eine Membrane in zwei Räume geteilten Sauerstoffanreicherungsgerät für Blut. Dabei wird der eine Raum vom Blut mit einem Überdruck und der andere Raum von einem Sauerstoff enthaltenden Gasstrom mit einem Unterdruck durchströmt. Die Einführung des Gasstroms in das Sauerstoffanreicherungsgeriit geschieht unter vorgegebenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen.Through the article by K ο lobow, published 1969 in Trans. Amer. Soc. Artif. Int. Organs., BD. XV, p. 172 to 177, an artificial lung has become known to have an oxygenation device for blood that is divided into two rooms by a membrane. The one space from blood with a positive pressure and the other space from one containing oxygen Gas stream flows through with a negative pressure. The introduction of the gas stream into the oxygenation device happens under specified temperature and humidity conditions.
Ferner ist aus der US-PS 35 26 481 ein Sauerstoffanreicherungsgerät für Blut mit Membranen bekannt, wobei beiderseits der Membrane eine flüssige Phase zirkuliert und der Sauerstoff im aufgelösten Zustand als Wasserstoffperoxid eingeleitet wird. Damit nicht dauernd frisches Wasser zugeführt werden muß, wird das aus dem Anreicherungsgerät ausströmende Wasserstoffperoxid zurück in einen Behälter geleitet, von dem aus es für die Wiederverwendung abgezogen wird.Furthermore, from US-PS 35 26 481 an oxygen enrichment device known for blood with membranes, with a liquid phase on both sides of the membrane circulates and the dissolved oxygen is introduced as hydrogen peroxide. Not with this If fresh water has to be constantly supplied, the hydrogen peroxide flowing out of the enrichment device becomes returned to a container from which it is withdrawn for reuse.
Eine mit gasförmigem Sauerstoff arbeitende künstliche Lunge kann mit mikroporösen, wasserabweisenden Membranen ausgestattet werden, die dank ihrer erhöhten Gasdurchlässigkeit das Entweichen von zufällig in das Blut eingeführten Gasblasen gewährleistet. 1st die künstliche Lunge in anderer Weise mit nicht mikroporösen Membranen ausgestattet z. 3. mit Membranen aus Silikonelastomer, so gestattet sie, daß hier Mikroperforierungen zugelassen werden. Diese werden, anstatt den Gasblaser, einen Zutritt zu geben, vom Blut (dessen Druck höher als derjenige des Gases ist) verstopftAn artificial lung that works with gaseous oxygen can be made with microporous, water-repellent Membranes are equipped which, thanks to their increased gas permeability, prevent the escape of gas bubbles introduced accidentally into the blood. If the artificial lung is not used in any other way microporous membranes equipped e.g. 3. with membranes Made of silicone elastomer, it allows micro-perforations to be allowed here. These will, instead of the gas blower to give access to the blood (the pressure of which is higher than that of the gas) clogged
Bekanntlich muß das Sauerstoffanreicherungsgerät durch Zufuhr eines Gases ausgespült werden, das um das Mehrfache höher oxidiert ist als dasjenige Gas, das theoretisch für eine Rückoxidierung des Bluts nötig wäre, da es die Beseitigung des Kohlendioxidgases erfordert daß der Partialdruck in der Gasphase viel schwächer ist als in der Blutphase. Darüber hinaus muß das Gas auf eine geeignete Temperatur und einen geeigneten Feuchtigkeitsgehalt gebracht werden, was einen verhältnismäßig hohen Energieaufwand zur Folge hat.It is known that the oxygen enrichment device must be flushed out by supplying a gas that is around is several times more oxidized than the gas that is theoretically necessary for reoxidation of the blood since it requires the elimination of the carbon dioxide gas, the partial pressure in the gas phase would be high is weaker than in the blood phase. In addition, the gas must be at a suitable temperature and temperature suitable moisture content are brought, which results in a relatively high expenditure of energy Has.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche künstliche Lunge zu schaffen, die alle genannten Vorteile einer künstlichen Lunge aufweist und beim Konditionieren des verwendeten Gases eine Energieersparnis mit sich bringtThe invention has for its object to provide an economical artificial lung, all of which Has mentioned advantages of an artificial lung and when conditioning the gas used Brings energy savings
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die künstliche Lunge eine Einrichtung zur Rezirkulation wenigstens eines Bruchteils des Gasstromes und eine Einrichtung aufweist, welche diesen Bruchteil im Sauerstoffanreicherungsgerät auf einem niedrigeren Druck als Atmosphärendruck hält.According to the invention, this object is achieved by that the artificial lung has a device for recirculating at least a fraction of the gas flow and means for storing this fraction in the oxygenation device on a pressure lower than atmospheric pressure.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.Appropriate refinements of the invention are given in the subclaims.
Im folgenden wird mit Sauerstoffanreicherungsgerät für Blut oder kürzer Sauerstoffanreicherungsgerät jedes Übergangsgerät für Atemgase bezeichnet, das insbesondere dem Blut Sauerstoff zuführen und dem Blut Kohlendioxid entziehen kann.The following is each with oxygenation device for blood or shorter oxygenation device Transitional device for breathing gases denotes, which in particular supply oxygen to the blood and the blood Can remove carbon dioxide.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen und eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is described below with reference to the accompanying drawings and a preferred exemplary embodiment explained in more detail.
F i g. I iit eine Prinzipskizze der künstlichen Lunge,F i g. I iit a basic sketch of the artificial lung,
F i g. 2 ist ein Teilausschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der künstlichen Lunge,F i g. 2 is a partial section of a preferred embodiment of the artificial lung,
F i g. 3 zeigt in einer Seitenansicht eines Axialschnitts das GasstromkonditioniergerätF i g. 3 shows the gas flow conditioning device in a side view of an axial section
Das Sauerstoffanreicherungsgerät für Blut 1 nach F i g. 1 enthält wenigstens eine Membrane, die für Blut und Wasser undurchlässig und für Gase, insbesondere Sauerstoff, Kohlendioxyd und Wasserdampf, durchlässig ist Diese Membrane trennt einen vom Blut durchflossenen, ersten Raum 3 von einem Sauerstoff enthaltenden Gasstrom.The oxygenation device for blood 1 according to FIG. 1 contains at least one membrane for blood and water impermeable and permeable to gases, in particular oxygen, carbon dioxide and water vapor This membrane separates a first space 3 through which blood flows from an oxygen containing gas stream.
Das venöse Blut kann dem Patienten durch eine Pumpe 5 üblicher Bauart entnommen werden, z. B. durch eine Schlauchpumpe oder durch eine mit einer rohrförmigen Membrane und einem Klappenventil versehene Pumpe, die auch noch Balgpumpe genannt wird.The venous blood can be withdrawn from the patient by a pump 5 of conventional design, e.g. B. by a peristaltic pump or by one with a tubular membrane and a flap valve equipped pump, which is also called a bellows pump.
Das Blut wird in den Raum 3 eingeleitet, von wo aus es von einer Pumpe 6 wieder aufgenommen werden kann, die im allgemeinen von gleicher Bauart ist wie die Pumpe 5 und das Blut in das Arteriennetz des Patienten fördert.The blood is introduced into space 3, from where it is taken up again by a pump 6 can, which is generally of the same type as the pump 5 and the blood in the arterial network of the patient promotes.
Es ist praktisch, das Blut im Raum 3 durch irgendeine bekannte Einrichtung auf einem Überdruck, d. h. auf einem über dem Atmosphärendruck gelegenen Druck,It is convenient to have the blood in room 3 through any known device on a positive pressure, d. H. at a pressure above atmospheric pressure,
zu halten. Z. B. kann man den Durchsatz der Pumpe 6 dem im Raum 3 herrschenden Druck anpassen, indem auf die Drehzahl (Schlauchpumpe) oder auf die Impulsfrequenz (Balgpumpe) oder noch auf das Austrittsvolumen (bei der einen oder anderen der obigen Pumpenarten) eingewirkt wird.to keep. For example, the flow rate of the pump 6 Adapt to the pressure prevailing in room 3 by clicking on the speed (peristaltic pump) or on the Pulse frequency (bellows pump) or the outlet volume (for one or the other of the above types of pumps).
Der Raum 4 des Sauerstoffanreicherungsgeräts wird von einem Gasstrom durchströmt, dessen Druck zu jedem Zeitpunkt unter dem Druck des Bluts liegt Da der Blutdruck im Raum 3 im allgemeinen größer als der AtmosphsTsndruck ist ist ec bequem und aus Sicherheitsgründen vorzuziehen, den Gasstrom im Sauerstoffanreicherungsgerät auf einem Unterdruck zu halten, d. h. auf einem Druck, der unter dem Atmosphärendruck liegtThe space 4 of the oxygen enrichment device is flowed through by a gas stream, the pressure of which increases is under the pressure of the blood at any point in time Since the blood pressure in space 3 is generally greater than that Atmospheric pressure is ec is convenient and for safety reasons it is preferable to keep the gas flow in the oxygenator at a negative pressure, d. H. at a pressure below atmospheric pressure lies
Hierfür genügt es, am Eintritt des Raums 4 eine Gasmischung mit einem gegenüber dem Atmosphärendruck niedrigeren oder genau gleichen Druck hinzuzufügen und am Ausgang des Raums mittels einer Vakuumpumpe oder jeder gleichwertigen Einrichtung, etwa einer Gasstrahldüse (Rohr), einen Unterdruck zu erzeugen.For this purpose, it is sufficient to have a gas mixture with a pressure compared to atmospheric pressure at the inlet of the space 4 add lower or exactly the same pressure and at the exit of the room by means of a Vacuum pump or any equivalent device, such as a gas jet nozzle (pipe), to a negative pressure produce.
Auf diese Weise saugt, wie in F i g. 1 gezeigt, eine Vakuumpumpe 7 Umgebungsluft über wenigstens eine Konditioniereinrichtung 16 an. die Luft auf die gewünschte Temperatur und den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt bringt, und saugt diese Luft dann über das Sauerstoffanreicherungsgerät 1 an. Es überuuert die Luft am Ausgang des Sauerstoffanreicherungsgeräts von neuem das als Wärmetauscher arbeitende Gerät 16. Am Ausgang der Pumpe 7 wird die Luft dann in ?.wei Teile geteilt, von denen der eine in die Atmosphäre ausgeschieden wird, während der andere durch den schematisch durch die Linie J9 dargestellten Rezirkulationskreislauf zum Sauerstoffanreicherungsgerät zurückgeschickt wird. Als Ansauggerät für im Sauerstoffanreicherungsgerät enthaltenes Gas wird eine Gasstrahldüse verwendet, die von einer Luftquelle oder von einer Quelle mii unter Druck stehenden oxidiertem Gas gespeist wird.In this way, as shown in FIG. 1, a vacuum pump 7 via at least one ambient air Conditioning device 16 on. the air to the desired temperature and moisture content brings, and then sucks in this air via the oxygen enrichment device 1. It overwhelms them Air at the outlet of the oxygen enrichment device anew the device 16 working as a heat exchanger. At the outlet of the pump 7, the air is then divided into two parts, one of which is released into the atmosphere is excreted, while the other through the recirculation circuit shown schematically by the line J9 is returned to the oxygenation device. As a suction device for in the oxygen enrichment device contained gas is used a gas jet nozzle supplied from an air source or from a source of pressurized oxidized gas is fed.
Die Fig. 2 zeigt schema tisch eine bevorzugte Ausführungsform der künstlichen Lunge. Der Gaskreislauf enthält eine Quelle eines unter Druck stehenden, oxidierten Gases, z. B. eine mit einem Druckminderventil 9 versehene Flasche 8 mit komprimierter Luft oder komprimiertem Sauerstoff. Das Druckminderventil ist mit der Eintrittsöffnung für Antriebsströmungsmittel einer Gasstrahldüse 10 verbunden. Das Antriebsströmungsmittel wird auf einen Druck entspannt, der genau konstant ist und über dem Atmosphärendruck liegt, für gewöhnlich zwischen 1,1 und 6 Bar absolut oder zwischen 2 bis 4 Bar absolut. Der Verdünnungsfaktor, d. h. das Verhältnis zwischen dem gesamten Gasdurchsatz am Ausgang der Strahldüse zum Durchsatz des Antriebsströmungsmittels wird im allgemeinen zwischen 3 und 10 und zwischen 5 und 7 gewählt. Die Gasstrahldüse kann einstufig oder zweistufig sein. Im allgemeinen reicht eine Stufe gut aus.Fig. 2 shows schematically a preferred table Embodiment of the artificial lung. The gas circuit contains a source of a pressurized, oxidized gas, e.g. B. a provided with a pressure reducing valve 9 bottle 8 with compressed air or compressed oxygen. The pressure reducing valve is with the inlet port for drive fluid a gas jet nozzle 10 connected. The drive fluid is expanded to a pressure that is accurate is constant and above atmospheric pressure, usually between 1.1 and 6 bar absolute or between 2 to 4 bar absolute. The dilution factor, i.e. H. the ratio between the total gas throughput at the exit of the jet nozzle for the flow of motive fluid is generally between 3 and 10 and between 5 and 7 chosen. The gas jet nozzle can be single-stage or two-stage. in the one level is generally sufficient.
Da der Durchsatz des Antriebsgases im allgemeinen über dem Durchsatz des gesamten zum Blut geförderten Gases liegt, muß der Gasüberschuß zur Atmosphäre hin durch einen Hilfsdurchflußmesser 12 mit sehr geringem Ladungsverlust gemessen werden.Since the throughput of the drive gas is generally higher than the throughput of the total amount conveyed to the blood Gas is, the gas excess to the atmosphere must through an auxiliary flow meter 12 with very little Charge loss can be measured.
Der Rezirkulationskreislauf besteht dann im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen: aus einem Hauptdurchflußmesser 13 und aus einer Einrichiung 18 zum Regeln der rezirkulierten Durchsatzmenge gegenüber der entwichenen Durchsatzmenge, aus einem Reiniger 14 (der z. B. Natriumkarbonat enthalt) zum Festhalten des durch den Rezirkulationskreislauf mitgenommenen Kohlendioxidgases, evtL aus einem Mischer 15 zum Einleiten von anästesierenden oder anderen Strömungsmitteln, aus einem Gerät 16 zum Konditionieren, Anfeuchten und Wechseln der Temperatur, aus einem automatischen Sicherheitsventil 17, das sich öffnet, wenn der Druck des Gasstroms bis zum Atmosphärendruck ansteigt, und das z. B. in der Nähe des Eintritts 11The recirculation circuit then essentially consists of the following components: A main flow meter 13 and from a device 18 for regulating the recirculated throughput the escaped throughput, from a cleaner 14 (which contains, for example, sodium carbonate) to hold of the carbon dioxide gas entrained by the recirculation circuit, possibly from a mixer 15 to the Introducing anesthetizing or other fluids from a conditioning device 16, Moistening and changing the temperature, from an automatic safety valve 17 that opens, when the pressure of the gas stream increases to atmospheric pressure, and the z. B. near entrance 11
ίο der Ansaugöffnung der Strahldüse angeordnet ist, und aus Anschlußrohren, die diese verschiedenen Geräte untereinander verbinden.ίο the suction opening of the jet nozzle is arranged, and from connecting pipes that connect these various devices with each other.
Das Sauerstoffanreicherungsgerät ist mit Membranen versehen, die für Gas durchlässig sind, d. h.The oxygenation device is provided with membranes which are permeable to gas, i. H.
durchlässig für die Atemgase und undurchlässig für Flüssigkeiten im allgemeinen und insbesondere für Blut. Als Membranen können mikroporöse Membranen mit einem Porendurchmesser im allgemeinen unterhalb 03 μ verwendet werden. Sie sind wasserabstoßend oder imprägniert Im Blutkreislauf können Schlauchpumpen verwendet werden, die die Blutgerinnung sehr wenig fördern. Die vom Blut durchflossenen Kanäle bestehen im allgemeinen aus Silikonelastomerarten, die für gewöhnlich für außerhalb des Körpers verwendete Blutkreisläufe verwendet werden und die z. B. innen mit einem ungefüllten und bei konstantem Volumen ausgehärteten Silikonelastomer überzogen sind.permeable to breathing gases and impermeable to liquids in general and especially to blood. The membranes can be microporous membranes with a pore diameter generally below 03 μ can be used. They are water-repellent or impregnated. Peristaltic pumps can be used in the bloodstream which promote blood clotting very little. The channels through which the blood flows exist generally of the types of silicone elastomers commonly used outside the body Blood circuits are used and the z. B. inside with an unfilled and constant volume cured silicone elastomer are coated.
Die Durchflußmesser 12 und 13 können von jeder bekannten Bauart sein: mit Schaufeln, mit Schwimmer
usw. Als Regeleinrichtung 18 für die rezirkulierte Gasdurchsatzmenge wird im allgemeinen ein Schieber
oder ein Ventil bekannter Bauart verwendet, z. B. ein Nadelventil. Die Kenntnis der rezirkulierten Durchsatzmenge
gestattet eine Nährungsberechnung des Verdünnungsverhäitnisses der Gasstrahlpumpe, wobei die dem
Blut übertragenen oder ihm entzogenen Durchsatzmengen gegenüber den Durchsatzmengen in den DurchfluQ-messern
12 und 13 vernachlässigt werden können.
Eine Patrone 14 mit Natriumkarbonat hält das Kohlendioxidgas fest. Der Inhalt dieser Patrone beträgt
im allgemeinen zwischen 0,3 und 3 dm3. Da es von Nutzen ist, die Menge des festgehaltenen Kohlendioxidgases
zu kennen, wird dem Natriumkarbonat ein z. B. farbiger Sättigungsindikator zugegeben. Durch eine
durchscheinende Wand der Patrone kann die Verschiebung der Tönung des Indikators beobachtet werden
entsprechend der fortschreitenden Sättigung des Natriumkarbonats durch das Kohlendioxidgas.
Als Gerät 15 zum Einführen einer flüssigen oder gasartigen Phase in die Gasmischung können verschiedene
bekannte Geräte verwendet werden, etwa ein Zerstäuber, eine Mischdüse, ein Rührwerk, ein Verdampfer
usw.
Aufgrund der Gasstrahldüse arbeitet das Konditioniergerät 16 wie ein Wärmetauscher, der stromaufwärts
von den Gasströmen und stromabwärts von den Strömen des Sauerstoffanreicherungsgeräts durchströmt
wird. Das Konditioniergerät enthält einen vom stromaufwärts gelegenen Strom (zum Sauerstoffan-The flow meters 12 and 13 can be of any known type: with blades, with a float, etc. A slide or valve of a known type is generally used as the control device 18 for the recirculated gas flow rate, e.g. B. a needle valve. Knowing the recirculated throughput rate allows an approximate calculation of the dilution ratio of the gas jet pump, whereby the throughput quantities transferred to or withdrawn from the blood can be neglected compared to the throughput quantities in the flow meters 12 and 13.
A cartridge 14 of sodium carbonate holds the carbon dioxide gas in place. The content of this cartridge is generally between 0.3 and 3 dm 3 . Since it is useful to know the amount of trapped carbon dioxide gas, a z. B. colored saturation indicator added. Through a translucent wall of the cartridge, the shift in the tint of the indicator can be observed in accordance with the progressive saturation of the sodium carbonate by the carbon dioxide gas.
Various known devices such as an atomizer, a mixing nozzle, an agitator, an evaporator, etc. can be used as the device 15 for introducing a liquid or gaseous phase into the gas mixture.
Because of the gas jet nozzle, the conditioning device 16 works like a heat exchanger through which the gas flows upstream and the flows of the oxygen enrichment device flow through it downstream. The conditioning device contains a flow from the upstream (to the oxygen supply
r,o reicherungsgerät) durchquerten Befeuchter und einen vom stromabwärts gelegenen Strom durchquerten Kondensator. Das Gerät ist /um Ausschalten praktisch allerWärmeveriuste an die Umgebung wärme isoliert.r, o enrichment device) traversed humidifier and a condenser traversed by the downstream stream. The device is handy to turn off / off all heat forbidden to the environment heat insulated.
Sollte der Gasstrom im Sauerstoffanreicherungsgerät dazu neigen, sich mit durch die Membrane gedrungenem Wasserdampf des Bluts aufzuladen, so ist es nötig, den versorgenden Gasstrom zu befeuchten, um für den Patienten übermäßige Wasserverluste zu vermeiden.Should the gas flow in the oxygen enrichment device tend to have penetrated through the membrane To charge water vapor of the blood, it is necessary to humidify the supplying gas flow in order for the Avoid patient excessive water loss.
Als Befeuchter kann jedes bekannte Gerät verwendet werden, z. B. ein Gerät mit zum Teil eingetauchten Mehrfachscheiben, die sich längs um eine im Inneren eines geschlossenen Behälters, z. B. des in F i g. 3 gezeigten, angeordnete waagerechte Achse drehen.Any known device can be used as the humidifier, e.g. B. a device with partially submerged Multiple disks that extend lengthways around an inside a closed container, e.g. B. the in F i g. 3 Rotate shown, arranged horizontal axis.
Dieser Befeuchter enthält eine waagerechte Achse 20, die einen Stapel von senkrechten Scheiben 21 und 22 trägt, die als Umlenkbleche angeordnet sind und den Gasstrom zwingen, ihre seitlichen Flächen zu umspülen. Diese Anordnung wird langsam drehend von einem in einem zylindrischen, dicht verschlossenen Gehäuse 34 angeordneten Motor 33 angetrieben. Das Gehäuse 34 ist mit einem Eintrittsrohrstutzen 25 und einem Austrittsrohrstutzen 26 für den Gasstrom versehen sowie mit einem seitlichen Rohr 27 zum Füllen und zur !5 Kontrolle der Flüssigkeitshöhe im Gehäuse,This humidifier contains a horizontal axis 20 which supports a stack of vertical disks 21 and 22 carries, which are arranged as baffles and force the gas flow to wash around their side surfaces. This arrangement is slowly rotating by a housing 34 in a cylindrical, tightly sealed housing arranged motor 33 driven. The housing 34 is provided with an inlet pipe socket 25 and one Provided outlet pipe stub 26 for the gas flow as well as with a lateral pipe 27 for filling and for! 5 Control of the liquid level in the housing,
Der Kondensator wird von der Seitenwand des Gehäuses begrenzt, die mit labyrinthartig durchlöcherten Rippen versehen ist, zum Verbessern des Wärmeaustausches mit dem Befeuchter, und wird begrenzt von einer Umfangseinfassung 29. Diese Einfassung ist mit Eintritts- und Austrittsrohrstutzen 3« bzw. 31 für den aus dem Sauerstoffanreicherungsgerät austretenden Gasstrom sowie mit einem Ablaßrohr 32 für das Kondensat versehen.The capacitor is bounded by the side wall of the housing, which is perforated with labyrinth-like holes Is provided with fins to improve the heat exchange with the humidifier, and is limited by a circumferential enclosure 29. This enclosure is with inlet and outlet pipe stub 3 ″ and 31 for the from the oxygen enrichment device exiting gas flow and with a drain pipe 32 for the Provided condensate.
Der Kondensator gestattet eine Rückgewinnung der im aus dem Sauerstoffanreicherungsgerät austretenden Dampf gespeicherten Wärme und vermindert die sich später im Reiniger 14 absetzende Wassermenge.The condenser allows recovery of the in the exhausted from the oxygen enrichment device Steam stored heat and reduces the amount of water that is later deposited in the cleaner 14.
Die das Konditioniergerät 16 mit dem Sauerstoffenreicherungsgerät 1 verbindenden Rohrleitungen sind wärmeisoliert oder mit einer Heizeinrichtung 23 und 24 bekannter Bauat ί versehen, zum Vermeiden jeglicher Kondensation an ihrer Oberfläche, zum Ausgleichen der Abkühlung aufgrund der Entspannung des Antriebsgascs und gegebenenfaüs zum Anheben der Temperatur der sie durchströmenden Gasmischung um einige Grad. Es können z. B. in die Wand der aus Silikonelastomer bestehenden Rohre eingelassene, elektrische Widerstandsdrähte verwendet werden.The pipelines connecting the conditioning device 16 to the oxygen enrichment device 1 are thermally insulated or provided with a heating device 23 and 24 known Bauat ί to avoid any Condensation on their surface to compensate for the cooling due to the expansion of the drive gas and possibly to raise the temperature of the gas mixture flowing through it by a few degrees. It can e.g. B. embedded in the wall of the pipes made of silicone elastomer, electrical resistance wires be used.
Der Befeuchter wird von einem Gasstrom gespeist, dessen Temperatur in der Nähe der Umgebungstemperatur und zwischen 20 und 30GC liegt. Dieser Gasstrom wird bei der, aufgrund der vom Kondensator gelieferten Wärmemenge, im Befeuchter erreichten Temperatur mit Feuchtigkeit gesättigt. Das Heizgerät 23 gestattet der Gasmischung, das Sauerstoffanreicherungsgerät mit einer Temperatur in der Nähe von 37°C zu erreichen. Die Gasmischung sättigt sich im Sauerstoffanreicherungsgerät mit Feuchtigkeit und bleibt auf einer genau konstanten Temperatur. Das Heizgerät 24 vermeidet am Ausgang des Sauerstoffanreicherungsgeräts jede Kondensation in der das Sauerstoffanreicherungsgerät mit dem Kondensator verbindenden Rohrleitung. Im Kondensator gibt die Gasmischung ihre Wärme ab, um genau die Temperatur zu erreichen, die sie am Eintritt des Befeuchters hatte, nämlich etwa 20 bis 30° CThe humidifier is fed by a gas flow, the temperature of which is close to the ambient temperature and between 20 and 30 G C. This gas flow is saturated with moisture at the temperature reached in the humidifier due to the amount of heat supplied by the condenser. The heater 23 allows the gas mixture to reach the oxygenator at a temperature in the vicinity of 37 ° C. The gas mixture is saturated with moisture in the oxygenation device and remains at a precisely constant temperature. The heater 24 avoids any condensation at the outlet of the oxygen enrichment device in the pipeline connecting the oxygen enrichment device to the condenser. In the condenser, the gas mixture gives off its heat in order to reach exactly the temperature it had at the entry of the humidifier, namely around 20 to 30 ° C
Anstatt mit Scheiben mit labyrinthartigen Durchlöcherungen kann das Konditioniergerät mit schraubenförmigen Trennwänden versehen werden, deren unterer Teil ein ausreichendes Spiel hat für die Zufuhr oder Entleerung der enthaltenen Flüssigkeiten.Instead of using disks with labyrinth-like perforations, the conditioning device can use helical Partition walls are provided, the lower part of which has sufficient clearance for the supply or Emptying of the liquids contained.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel näher erläutert.Another exemplary embodiment is explained in more detail below.
Es wird ein Sauerstoffanreicherungsgerät für Blut verwendet, das aus einem Stapel ebener, mikroporöser Membranen besteht mit einer Nutzfläche von 1 m2 und mit Zwischenlagen. In Berührung mit der Membrane bildet das Blut einen Film in der Dicke von 0,1 bis 0,5 mm. Das Blut bewegt sich mit Hilfe von zwei Schlauchpumpen von der vena cava inferior zur arteria femuralis des Patienten. Die beiden mit Silikonelastomerrohren versehenen Pumpen drehen sich mit einer Drehzahl von 35 U/min und halten das Blut im Sauerstoffanreicherungsgerät auf einem verhältnismäßig mittleren Druck zwischen 50 und 200 mm Hg.An oxygenation device for blood is used, which consists of a stack of flat, microporous membranes with a usable area of 1 m 2 and with intermediate layers. In contact with the membrane, the blood forms a film 0.1 to 0.5 mm thick. The blood moves from the inferior vena cava to the femural artery of the patient with the help of two peristaltic pumps. The two pumps equipped with silicone elastomer tubes rotate at a speed of 35 rpm and keep the blood in the oxygenation device at a relatively average pressure of between 50 and 200 mm Hg.
Als antreibendes, gasförmiges Strömungsmittel wird komprimierter Sauerstoff verwendet, der auf 3 Bar entspannt wird. Der Sauerstoff setzt seine Entspannung über eine einstufige Strahldüse mit einer Förderleistung von 1,5 mVh fort. Der Sauerstoff wird zum größten Teil wieder über einen geschlossenen Kreislauf gemäß Fig.2 umgewälzt. Der Verdünnungsgrad beträgt zwischen 5 und 7. Die rezirkulierte Durchsatzmenge wird mit Hilfe eines Flügelraddurchflußmessers und die entwichene Durchsatzmenge mit Hilfe eines mit einer Kugel arbeitenden Durchflußmessers gemessen. Im Rücksaiigkanal ist in Nähe der Strahldüse ein Ventil angeordnet, das sich bei einem 3 p/cm2 übersteigenden Druck zur Atmosphäre hin öffnet. Es hat keine Rückholfeder und muß bei Betriebsbeginn und im Fall einer Störung von Hand zurückgestellt werden.Compressed oxygen is used as the driving, gaseous fluid, which is expanded to 3 bar. The oxygen continues to relax via a single-stage jet nozzle with a delivery rate of 1.5 mVh. Most of the oxygen is circulated again through a closed circuit as shown in FIG. The degree of dilution is between 5 and 7. The recirculated flow rate is measured with the aid of an impeller flow meter and the escaped flow rate with the aid of a flow meter working with a ball. A valve is arranged in the rear canal near the jet nozzle, which opens to the atmosphere when the pressure exceeds 3 p / cm 2. It has no return spring and must be reset by hand at the start of operation and in the event of a fault.
Das rezirkulierte Gas überquert vor dem Erreichen des Sauerstoffanreicherungsgeräts nacheinander eine mit einem farbigen Indikator (Methylrot) versehene Natriumkarbonatpatrone, einen anästesierenden Verdampfer nach Goldmann und das Konditioniergerät.The recirculated gas traverses one at a time before reaching the oxygenation device Sodium carbonate cartridge with a colored indicator (methyl red), an anesthetic vaporizer according to Goldmann and the conditioning device.
Der Befeuchter besteht aus 13 Scheiben mit abwechselnden Durchmessern von 148 und 138 mm, die sich mit 5 U/min drehen und zu 10% in Wasser eintauchen. Der Umfangskondensator hat 13 Rippen mit Durchmessern von 154 und 198 mm und mit labyrinlhartig angeordneten öffnungen.The humidifier consists of 13 discs with alternating diameters of 148 and 138 mm, the rotate at 5 rpm and immerse 10% in water. The circumferential capacitor has 13 ribs with diameters of 154 and 198 mm and with openings arranged like a labyrinth.
Ist eine gleichbleibende Leistung erreicht, so läuft das Blut mit einer Durchsatzmenge von 1,0 l/min um. Es tritt in das Sauerstoffanreicherungsgerät mit einem Sättigungsgrad an Oxyhämoglobin von 65% ein und tritt mit einem Sättigungsgrad von 90% aus entsprechend einem Sauerstoffübergang von 45 ml/min bei Normalzustand (TPN).If a constant performance is achieved, it works Blood with a flow rate of 1.0 l / min. It enters the oxygenator with a degree of saturation of oxyhemoglobin of 65% and exits with a degree of saturation of 90% corresponding to a Oxygen transfer of 45 ml / min under normal conditions (TPN).
In gleicher Weise ist festzustellen, daß das Blut in das Sauerstoffanreicherungsgerät mit einem Partialdruck des Kohlendioxidgases von 50 Torr eintritt und bei einem Übergang an Kohlendioxidgas von 70 ml/min mil einem Partialdruck von 40 Torr austritt.In the same way it can be stated that the blood enters the oxygenation device with a partial pressure of 50 torr of carbon dioxide gas enters and with a carbon dioxide gas transition of 70 ml / min. mil exits at a partial pressure of 40 Torr.
Der Verbrauch an Antriebsgas beträgt 120 l/h bei Normalzustand (TPN), während die aufgebrachte Wärmeenergie 1 kcal/h beträgt Diese letzteren Zahler zeigen die Wirtschaftlichkeit der künstlichen Lunge nach der Erfindung.The consumption of drive gas is 120 l / h under normal conditions (TPN), while the applied Thermal energy is 1 kcal / h This latter counter show the economy of the artificial lung according to the invention.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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